内梅罗综合指数法分析安徽段淮河水现状 精品.doc

内梅罗综合指数法分析安徽段淮河水现状目 录1 引言.12 淮河水资源现状.12.1淮河水资源概况.12.2 淮河水污染概况.13 评价标准及评价方法.23.1 时间与站位.23.2 水质标准的确定.23.3 评价方法.33.3.1 单因子评价方法.33.3.2 内梅罗污染指数法.44 结果与评价.44.1 单因子评价法的结果与分析.44.2 内梅罗污染指数法的结果与分析.55 总结以及对策.75.1 小结.75.2 水污染控制对策.7参考文献.81 引言 淮河与长江、黄河和济水并称“四渎”，古时候也称之为淮水。它位于长江和黄河之间的大河，因其难以治理而出名,现在成为中国的七大江河之一。 由于淮河对其流域工业和农业的重要作用，使它成为学者们研究的焦点。对于淮河水污染的研究一直都没有间断过。早在1950年10月，周恩来总理亲自主持，政务院发布关于治理淮河的决定1，制订了“蓄泄兼筹”的治淮方针，同年11月成立了治淮委员会，统一领导治淮工作。国家曾经多次提出对淮河水的治理问题以及相关的政策，但是都没有达到预期的效果。淮河治理的问题一直牵挂着千千万万的人。 在研究淮河污染的领域中已经有许多的经验和方法，如利用对流域生态环境的研究来评价水体的现状2，可以采用水生物指示环境与生物学指数3结合的方法评价河流/水库的健康程度、生态系统稳定性与水体污染程度。而本文中笔者选取的是安徽段的河流断面并且采用单因子指数法和内梅罗水污染指数法来建立数学模型进行研究分析，不仅能够直观的观察到水体中的主要污染物还能够得出安徽段淮河水污染的趋势。2 淮河水资源现状2.1 淮河水资源概况 淮河水资源丰富，扣除地表水和地下水之间的互相补给量，水资源的总量能够达到854亿立方米，地表水的年平均量为621亿立方米，浅层地下水资源为374亿立方米。淮河流域各项水源工程的年供水能力约450亿立方米，在保证率为50%的平水年份缺水11亿立方米，保证率为75%的中等干旱年份缺水41亿立方米，保证率为95%的特枯年份缺水116亿立方米，预测到2000年保证率为95%时供需缺水量为179亿立方米。淮河流域地表水地区分布总的趋势是南部大、北部小，同纬度地区山区大、平原小，平原地区则是沿海大、内陆小。 淮河流域全流域水能蕴藏量151万kW，可开发的装机约90万kW，已开发近30万kW。主要分布在上游各支流，由于集水面积有限，径流小，电站装机容量大部在1万kW以下。2.2 淮河水污染概况 过去的淮河流域山清水秀，很多古代的歌谣都能很形象的向我们描绘江淮流域曾经的辉煌。例如“走千走万,不如淮河两岸。”“江淮熟,天下足。”但是随着我国城市化水平的快速发展以及经济的突飞猛进，在20世纪80年代以后,淮河流域水体出现了日益严重的污染日趋势,并且多次爆发在全淮河流域的特大污染事件，至于淮河支流的污染也是时常发生,对于淮河水质的这种变化有这样一首歌谣:五十年代淘米洗菜,六十年代洗衣灌溉,七十年代水质变坏,八十年代鱼虾绝代,九十年代身心受害。3次重大污染事故充分揭示了淮河流域水污染防治工作的长期性、复杂性和艰巨性,流域水污染防治规划编制的思路随着对水环境保护工作认识程度的不断加深而逐渐调整。 淮河污染非常严重，沿岸有多座大城市和大量工业部门，因此污水，废气排放极为严重。其中，沿岸的许多村庄经常会出现许多严重的疾病，比重还相当的大。这就是因为污染后没有及时处理的后果。不仅如此，政府部门的监管不到位，保护环境的观念未能深入人心，环境问题带来巨大压力。特别在上世纪八十年代淮河出现的几次污染事故更让人触目惊心。3 评价标准及评价方法3.1 时间与站位 20XX年第一周到第八周。选取界首七渡口、周口沈丘闸、阜阳张大桥、亳州颜集和宿州杨庄五个河流断面作为研究的监测断面。水样的数据来自于环境保护部门提供的水质监测，监测站贯穿整个淮河流域。3.2 水质标准的确定 我国河流的水资源环境质量评价目前采取的是从20XX 年6月1 日起执行的地表水环境质量标准4( GB3838 -20XX)。在该个标准中,水资源质量分为五类，其划分依据是地表水水域环境功能和保护目标。凡是水质超过五类标准值的在我们计算的时候都将划为劣五类。在各类污染物之间有的无级差, 有的存在级差,而且通常情况下他们之间有各自独立的质量要求。在地表水环境质量评价时把某一项指标最差所属的级别来划分其水质的综合类别，这就是限值的原则。因为饮用水水质的评判不同于其他，结合实际情况，只要有一项指标不能够达到标准的数值要求，这样的水都将会危害到人们的健康甚至生命。因此应综合考虑样本是否符合水质标准分类。按照III类水质标准限值作为标准值5, 参考内梅罗水质指数污染等级划分标准 (见表一)表一 内梅罗水质指数污染等级划分标准 污染系数 清洁 轻污染 污染 重污染 严重污染污染指数 53.3 评价方法首先分别对 5处河水的pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮 四项指标进行检测然后采用单因子评价法对其某一项的污染程度进行评价。对单个水质指进行标独立的评价并不能够很好的全面反映水质状况，考虑到单因子指数法评价的这种不足，可能会对评价的结果产生一定的误差。因此在本文的研究中将结合内梅罗指数法6与单因子指数评价一起对安徽段的淮河水质现状进行总结评价，这样能够使结果更加全面更加精确的反映出安徽段淮河水质的整体情况。3.3.1 单因子评价方法 单项因子评价是指分别对单个指标进行分析评价，这种方法不仅计算简单，而且根据计算出的结果能清楚的看出主要的污染地区以及其主要的污染因素还能够直观地反映水质中哪一类或哪几类因子超标，在对国家地表水环境质量标准行进短期评价中推荐使用。 单因子指数法的公式如下：= ( i= 1 , , k , k种污染参数; P = 1 , , m, m个监测点 ) 公式一 式中, Ci 为第 i种参数的单项相对污染指数; Cip为在第 P监测点的实际检测值; L i为第 i种污染物的标准值 (其中 p H、溶解氧应该根据金士博修正式7来计算 Ci值 )。对于 p H: 公式二 式中,pH为平均 p H; LpH最小值或 LpH最大值要根据实际测得的值CpHP接近哪个就取哪个值。 对于溶解氧: 公式三 式中, 为饱和溶解氧8 的数值。 公式四 式中, P为当地实测大气压 kPa ; P0 为标准大气压 101 . 325kPa , T 为检测点河水温度。3.3.2 内梅罗污染指数法 是当前国内外进行综合污染指数计算的常用方法之一, 能突出污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用。内梅罗综合污染指数计算方法如下: 公式五 式中, PI P 为 P监测点的河水环境综合污染指数; Ci pmax为 P监测点的最大单项污染值; Cip ave为 P监测点的各单项污染值的平均值9。4 结果与评价4.1 单因子评价法的结果与分析在 20XX年八周中,笔者对界首七渡口、周口沈丘闸、阜阳张大桥、亳州颜集和宿州杨庄 5处干流断面进行水质检测, 计算出各项污染因子的月平均值, 再对照相应的标准值 Li,根据公式一、公式二计算出该项污染因子的相对污染值 Ci,其中溶解氧由于计算特殊（公式三）,是计算出每月的 Ci值,再取平均值。结果见表二。由表二可知在界首七渡口、周口沈丘闸、阜阳张大桥、亳州颜集和宿州杨庄 5处干流断面的pH指数均没有超标，其中最大的在亳州颜集包河（豫-皖省界）指数也仅为0.35；溶解氧轻微超标，仅在阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）和亳州颜集包河（豫-皖省界）两处超标，其中相对指数最大的在亳州颜集包河（豫-皖省界），仅仅为1.21；高锰酸盐指数在五处断面均超标，但是均不是太严重只有在阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）处污染指数超过了3其他的都在2以内；氨氮的污染最严重，虽然在宿州杨庄奎河（苏-皖省界）处没有超标但是在其他四处的超标指数都较高，最低的在界首七渡口颍河（豫-皖省界）为2.37，而污染最高的阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）的指数高达15.91；综合来看五处断面，污染最严重的就是阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）处。断面pH*DO(mg/l)CODMn(mg/l)NH3-N(mg/l)CipCiCipCiCipCiCipCi界首七渡口颍河（豫-皖省界）7.52 0.01 10.48 -0.32 10.25 1.71 2.37 2.37 周口沈丘闸沙河（豫-皖省界）7.93 0.29 10.17 -0.25 6.33 1.05 2.51 2.51 阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）7.61 0.08 4.27 1.18 21.38 3.56 15.91 15.91 亳州颜集包河（豫-皖省界）8.03 0.35 4.14 1.21 7.60 1.27 7.06 7.06 宿州杨庄奎河（苏-皖省界）7.88 0.25 9.52 -0.09 9.00 1.50 0.75 0.75 表二 5处河流断面各污染因子的相对污染值4.2 内梅罗污染指数法的结果与分析在算出各污染因子的单项污染指数 Ci的前提下,利用内梅罗污染指数法的公式（公式五）分别计算出各个断面每个月的环境综合污染指数 PI p , 再根据相应的污染等级, 判断其污染情况。结果见表三。表三 各断面每周的环境综合污染指数时间界首七渡口颍河（豫-皖省界）周口沈丘闸沙河（豫-皖省界）阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）亳州颜集包河（豫-皖省界）宿州杨庄奎河（苏-皖省界）第1周2.4599 1.7222 10.8878 8.8696 1.0347 第2周2.6261 1.8351 13.5609 10.4856 1.0391 第3周2.3034 1.5811 12.8956 10.9296 1.1167 第4周2.1939 1.8484 12.8249 8.9706 1.0273 第5周1.3255 1.5788 10.3770 1.3129 1.0098 第6周1.4679 1.5458 13.1273 1.1221 1.0486 第7周1.3189 2.3204 9.1137 0.9921 1.3039 第8周1.0938 2.6750 11.8977 1.0609 1.5739 平均值1.8487 1.8884 11.8356 5.4679 1.1443 对比表一的III类水质标准限值可以看出五处河流断面在八周内都处于污染状态，宿州杨庄奎河（苏-皖省界）污染程度最低，八周时间内都处于一种轻污染的状况，但是在第七第八周有小幅度的上升，也就是说如果不加强治理污染会有从轻污染上升到污染的趋势；数据变化最明显的亳州颜集包河（豫-皖省界）从前四周的严重污染到第五第六周的轻污染甚至于第七周的清洁，都可以看出此段河流的污染治理成效；而污染指数最大的阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）在八周内没有明显的变化，都处在严重污染的状态，且污染指数大都在10左右，是严重污染指标的两倍；其他两处的污染指数没有太大的变化。 对比内梅罗污染指数在八周内的变化趋势（下表四、五 由于阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）和亳州颜集包河（豫-皖省界）的污染指数值较大，分开做出变化曲线图以便更好的反映出每个河流断面的污染指数变化。）可以清楚的看到，宿州杨庄奎河（苏-皖省界）和阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）在八周内都处于相对稳定的状态内，宿州杨庄奎河（苏-皖省界）的污染程度最低，均没有达到下一个污染等级的数值2；而阜阳张大桥黑茨河（豫-皖省界）是污染指数最大也就是污染最严重的断面，污染指数均超过污染最严重的等级数值5，且最低时期也达到了9；亳州颜集包河（豫-皖省界）处的污染指数变化较大，从第四周的8.9到第五周的1几乎是直线下降，降低了两个等级，直接从严重污染到了轻污染状态，并且在以后的三周内表现出相对的稳定；界首七渡口颍河（豫-皖省界）处最突出的表现就是在第五周的时候污染程度降低了一个等级；在第五周的时候亳州颜集包河（豫-皖省界）和界首七渡口颍河（豫-皖省界）两处均出现了较大的变化，污染程度都降低了，但是在时空上他们都属于淮河的支流，相同时间内出现的水体变好并没有多大联系；水质变化最坏的是周口沈丘闸沙河（豫-皖省界），从第六周到第七周水体明显变差，且并没有好转的趋势。 表四 界首七渡口、周口沈丘闸、苏州杨庄三个断面的内梅罗指数变化曲线表五 阜阳张大桥、亳州颜集断面的内梅罗指数变换曲线5 总结以及对策5.1 小结淮河水域的污染状况还是相当的严峻，五处河流断面几乎都处于污染的状态，虽然说有些地区污染治理效果明显并且有转向清洁的趋势；但是有些地区有些污染物的数量还在上升中，这预示着情况的严重性以及治理的紧迫性。5.2 水污染控制对策1 加强环保宣传力度，提高全民认识。 针对淮河水污染的问题应该从群众的环保意识抓起，各种年龄段各种阶级段都应该树立起对环境保护的意识。不仅仅是水体污染，比如大气污染、土地污染等等，各种污染之间联系密切，他们相互依存相互转换。环境保护不是那一个人或者哪一类群体的事，他需要全国各族人民共同努力共同奋斗。比如在淮河上游的居民不注意环保，各种生活污水工业废水排入河流，那么下流的居民不管如何爱护环境也不能使水体变清。特别在一些较偏远的农村，由于经济水平和政府能力的限制，环境保护很难开展。一方面是农民文化水平较低，不能够理解环境保护的重要意义；另一方面就是生活观念的误区，不能够清楚的认识到保护环境对于我们人类本身的重要意义，不能够舍弃眼前的利益而做出污染环境的行为。 要从源头上遏制环境污染那就要在我们日常生活中时刻警惕，只有每一个人不忘记保护环境并且积极的去实践，才是建造我们绿色家园的唯一方法。2 依法治水，减少污染。 实行最严格的水资源管理制度10，确立水资源开发利用控制、用水效率控制、水功能区限制纳污“三条红线”11。这就要求监督管理部门要做好分内的工作，对于那些不合理的水资源开发利用方式予以正确的引导。不仅仅要治理供水也要对需水进行一定的约束，因为只有同时协调好供求之间的关系才能更好的缓解甚至解决水资源的污染浪费行为。对于那些严重污染的行为要进行适当的约束，不能任其发展置之不理。3 调整产业结构，控制污